利用坐标对比法确定钢管拱桥拱肋之间定位的方法
【专利摘要】本发明公开了一种利用坐标对比法确定钢管拱桥拱肋之间定位的方法，包括步骤：在理论拼装定位图中，将其中一段拱肋的上弦管法兰端面线沿图中的安装定位控制线向下偏移预设距离，偏移线与该安装定位控制线的交点为第一测量控制点，并测量该点的理论坐标值；同理，找到该段拱肋下弦管上的第二测量控制点，并测量该点的理论坐标值；在实际施工中，测量该段拱肋对应两个测量控制点的实际坐标值；根据两个测量控制点的理论值调整拱肋位置，当实际值与理论值一致时，进行该段拱肋的拼装定位，同理进行其他段拱肋的拼装定位。本发明采用坐标对比法对拱肋节段分别进行定位、调整，可确保拱肋各节段空间位置及拱轴线与设计相符，钢管拱桥线形平顺美观。
【专利说明】利用坐标对比法确定钢管拱桥拱肋之间定位的方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及钢管拱桥梁的安装技术，尤其涉及一种利用坐标对比法确定钢管拱桥拱肋之间定位的方法。
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【背景技术】
[0003]目前在建的南水北调中线一期工程总干渠有多座跨渠公路桥，桥梁下部为混凝土结构，上部为钢管拱采用刚性钢管混凝土桁架结构。钢管混凝土拱桥作为一种新兴拱桥，近年来以其充分利用了钢管混凝土材料，提高了承载能力，并与桥梁建设的良好适应性及施工的简便，外形美观而得到了极大的发展。
[0004]本钢管混凝土拱桥每侧拱肋划分为9段(不含拱脚预埋拱肋)，拱肋由制作厂家在工厂内分段加工，每段拱肋两端的法兰在工厂内固定完成，各段拱肋经检验、试拼装及线形调整合格后运至工地。每段拱肋在空中拼装时采用大型吊车进行吊装，拱肋拼装精度要求高，施工难度大。因此如何控制每段拱肋之间的拼装是钢管混凝土拱桥施工中一个至关重要的环节，它是钢管拱桥梁施工成功与否的关键。
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【发明内容】
[0006]本发明要解决的技术问题在于针对现有技术中钢管混凝土拱桥中每段拱肋在空中拼装时，精度不易控制，，施工难度大的特点，提供一种拼装精度高，简单易行的利用坐标对比法确定钢管拱桥拱肋之间定位的方法。
[0007]本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:
提供一种利用坐标对比法确定钢管拱桥拱肋之间定位的方法，包括以下步骤:
在理论拼装定位图中，将其中一段拱肋的上弦管法兰端面线沿图中的安装定位控制线向下偏移预设距离，偏移线与该安装定位控制线的交点为第一测量控制点，并测量该点的理论坐标值；同理，找到该段拱肋下弦管上的第二测量控制点，并测量出该第二测量控制点的理论坐标值；
在实际施工中，测量该段拱肋的上弦管和下弦管上对应的第一测量控制点和第二测量控制点的实际坐标值；
根据两个测量控制点的理论值调整该拱肋的位置，当两个测量控制点的实际值与理论值一致时，进行该段拱肋的拼装定位，同理进行其他段拱肋的拼装定位。
[0008]上述方案中，步骤测量第一测量控制点和第二测量控制点的实际坐标值具体包括:
制作时，对其中一段拱肋的上、下弦管分别以法兰端面中心线为基准线，用角尺将中心线引向弦管便于仪器观测一方的侧边缘线上，在距离法兰端面预设距离处取点，得到第一测量控制点和第二测量控制点，在两个测量控制点处打上冲眼，并贴上测量反光片； 拼装时，大型吊车将该段拱肋吊起，将该段拱肋下端法兰面与相邻拱肋的拱脚上法兰面对接，用全站仪测量两个测量控制点的实际坐标值。
[0009]本发明产生的有益效果是:本发明采用坐标对比法对拱肋节段分别进行定位、调整，可确保拱肋各节段空间位置及拱轴线与设计相符，钢管拱桥线形平顺美观。通过坐标对比法校正拱肋位置，确保了梁拱的几何形状和尺寸精度。且整个定位过程中不需千斤顶等其他工具，可做到快捷施工，提高工效。
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【专利附图】
【附图说明】
[0011]下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中:
图1为本发明实施例钢管拱桥示意图；
图2为本发明实施例第I段拱肋与拱脚之间理论拼装定位图；
图3为本发明实施例第I段拱肋实际控制点示意图。
[0012]附图标记说明:1_钢管拱桥；2-第I段拱肋上端法兰；3_安装定位控制线；4-第I段拱肋下端；5_拱脚上端；6_拱肋弦管侧边缘线；7_拱轴线；8_法兰端面中心线。
【具体实施方式】
[0013]为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
[0014]本发明通过选择拱肋上、下弦管侧边缘线上两个控制点，当其坐标理论值和实际值对比一致时，对拱肋节段之间准确进行定位、拼装，确保拱肋各节段空间位置及拱轴线与设计相符。
[0015]钢管拱桥如图1所示，钢管拱的施工拱轴系数是二次抛物线。由于无法在拱肋的拱轴线上架设仪器，但拱肋弦管侧边缘线(侧边缘线在钢管拱肋在工厂制作过程中已经确定，并用冲眼标识)与拱轴线的相对位置固定，所以在拱肋上、下弦管上端口处侧边缘线上可先选择两个控制点，通过对比两个控制点坐标理论值和实际值的方法来定位拱肋。
[0016]图1为钢管拱桥I的设计图，AB线为钢管拱桥的计算跨径。本发明实施例中，AB线的理论海拔坐标值为Z0=146171mm。
[0017]本发明实施例中，以拼装第I段拱肋举例说明。图2为第I段拱肋与拱脚之间拼装定位图。本发明实施例利用坐标对比法确定钢管拱桥拱肋之间定位的方法主要包括以下步骤:
S1、在理论拼装定位图(CAD图)中找到拱肋上、下弦管侧边缘线上两个控制点，并测量理论坐标值。
[0018]本发明实施例中，如图2所示，图中EF线为第I段拱肋上端法兰2的端面，拱肋安装定位是以EF端为控制基准面。将EF线向下偏移600mm为E’F’线，E’F’线与安装定位控制线3 (设计时的理论控制线)交于C点，C点为第一测量控制点，可视为上弦管侧边缘线上的一点，测量出C点的理论坐标值(Xc、Zc)。
[0019]同理，找到下弦管上的第二测量控制点D，并测量出该第二测量控制点D的理论坐标值(XD、ZD)。
[0020]S2、在实际施工中，测量该段拱肋的上弦管和下弦管上对应的第一测量控制点和第二测量控制点的实际坐标值；如图3所示，7为拱轴线，制作时，对上、下弦管以法兰端面中心线8为基准线，用角尺沿法兰端面中心线8引向弦管便于仪器观测一方的拱肋弦管侧边缘线6上，在距离法兰端面600mm处取C’、D’点，在C’、D’点打上冲眼，并贴上测量反光片。用全站仪测量C’、D’点的实际坐标值(X。、&)、(&、Zd)。可用对讲机指挥安装人员调整C’、D’点的实际坐标值仏、？。)、^^)值。
[0021]S3、根据两个测量控制点的理论值调整该拱肋的位置，当两个测量控制点的实际值与理论值一致时，进行该段拱肋的拼装定位，同理进行其他段拱肋的拼装定位。
[0022]本发明实施例中，测量拱肋上、下弦管侧边缘线上C、D两个控制点的实际坐标值，当理论坐标值和实际坐标值一致时，即可将第2段拱肋和第I段拱肋定位、拼装。
[0023]拼装时，大型吊车将第I段拱肋吊起，第I段拱肋下端4的法兰面与拱脚上端5的法兰面对接。将C’、D’点的实际坐标值同C、D点的理论坐标值(Xc、Zc)、(XD、ZD)对比，当实际值同理论值一致时，将第I段拱肋下端法兰与拱脚上端5的法兰之间的螺栓紧固，将拱肋上端下弦管与钢管拱支架上的工字钢(45号钢2根)焊接固定，即完成了第I段拱肋的拼装定位。
[0024]同理，可完成其他拱肋的拼装定位。
[0025]本发明采用坐标对比法对拱肋节段分别进行定位、调整，可确保拱肋各节段空间位置及拱轴线与设计相符，钢管拱桥线形平顺美观。整个拼装过程始终采用全站仪进行检查和监控，确保了梁拱的几何形状和尺寸精度。由上述实施例可知，此方法简单易行，不需千斤顶等其他工具，可做到快捷施工，提闻工效。
`[0026]应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。
【权利要求】
1.一种利用坐标对比法确定钢管拱桥拱肋之间定位的方法，其特征在于，包括以下步骤: 在理论拼装定位图中，将其中一段拱肋的上弦管法兰端面线沿图中的安装定位控制线向下偏移预设距离，偏移线与该安装定位控制线的交点为第一测量控制点，并测量该点的理论坐标值；同理，找到该段拱肋下弦管上的第二测量控制点，并测量出该第二测量控制点的理论坐标值； 在实际施工中，测量该段拱肋的上弦管和下弦管上对应的第一测量控制点和第二测量控制点的实际坐标值； 根据两个测量控制点的理论值调整该拱肋的位置，当两个测量控制点的实际值与理论值一致时，进行该段拱肋的拼装定位，同理进行其他段拱肋的拼装定位。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤测量第一测量控制点和第二测量控制点的实际坐标值具体包括: 制作时，对其中一段拱肋的上、下弦管分别以法兰端面中心线为基准线，用角尺将中心线引向弦管便于仪器观测一方的侧边缘线上，在距离法兰端面预设距离处取点，得到第一测量控制点和第二测量控制点，在两个测量控制点处打上冲眼，并贴上测量反光片； 拼装时，大型吊车将该段拱肋吊起，将该段拱肋下端法兰面与相邻拱肋的拱脚上法兰面对接，用全站仪测量两个测量控制点的实际坐标值。
【文档编号】E01D4/00GK103711080SQ201310730221
【公开日】2014年4月9日 申请日期:2013年12月26日 优先权日:2013年12月26日
【发明者】所玉敏, 魏凡 申请人:中国一冶集团有限公司